CN101619233B - 一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法 - Google Patents

一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法 Download PDF

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本发明公开了一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法。它是将含有催化剂粉末的催化裂化油浆从下至上通过一装有过滤介质的过滤器，其中过滤器的过滤介质上方油浆处在垂直超声场的辐照下，辐照方向同油浆流动方向相反。本发明能够有效地将催化剂粉末从催化裂化油浆中分离出来。它具有处理量大，处理成本低的优点。

Description

一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法
技术领域
本发明涉及烃油的过滤精制方法，具体地说是一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法。
背景技术
催化裂化油浆简称FCC油浆，它是催化裂化过程中沸点＞350℃的未转化烃类，其中富含胶质，沥青质，具有粘度高，密度大的特点。据有关资料统计，我国外甩油浆量占装置处理量的5％-10％，每年外甩油浆量高达7.5万t以上，因此，如何加工利用FCC油浆已成为炼厂急需解决的关键问题。油浆中含有大量重芳烃，是有价值的化工原料，但其中含有2g/L以上的催化剂固体颗粒，严重影响其深加工产品的质量。油浆中大量的带短侧链稠环(3～5环)芳烃是生产炭黑、针状焦、碳纤维、橡胶软化剂及填充油、塑料增塑剂、重交通道路沥青及导热油等高附加值产品的优质原料，但对其固体含量有严格要求。生产炭黑或橡胶填充剂要求油浆中固粒含量不大于500ppm；生产针状焦要求固粒含量不大于100ppm；生产碳纤维要求固粒含量为10～20ppm。过高的固粒含量，限制了油浆的利用。当前国内一些炼油厂将甩出的油浆调合后作为燃料油，但催化剂微粒致使喷嘴磨损严重，喷嘴易堵塞，并因烟气中催化剂细粉沉积在加热炉管表面而影响传热。此外，当从沉降器带出的催化剂较多时，磨损和堵塞油浆换热器的现象也会发生。因此，脱除油浆中的固体颗粒是综合利用催化裂化油浆的必要前提。
现有的脱除技术包括：自然沉降，助剂沉降，反冲洗过滤，静电分离，离心分离法等。自然沉降是最早使用的方法，由于催化剂粉末的粒径范围在0-80μm，其中20μm以下粒径占相当比重，沉降速度慢，而且油浆粘度大，阻碍了催化剂粉末的沉降，所以即使升高温度，沉降效果也不理想。过滤，静电吸附分离，离心分离等方法对设备要求都很高。过滤装置要求滤孔的尺寸很小，因而很容易堵塞，要频繁地反冲洗；静电吸附分离装置由于固体表面被油包裹而不能达到理想效果；离心分离由于很难处理大批量的油浆，所以并没有工业应用的实例。针对自然沉降的缺点，许多文献报道了添加助剂加速沉降的方法。助剂通常是一些表面活性物质，如：烷基酚甲醛树脂与烷氧基聚丙烯酸加成物，不饱和脂肪酸，烷基苯磺酸等。USP5,481,059介绍丙烯酸与酚醛树脂烷氧基化加成物作沉降助剂，USP5,593,572介绍用含N，S，O等杂原子的脂肪族聚合物作沉降助剂(分子量103-106)，USP5,681,451介绍用分子量1500-5000的烷氧基化烷基酚醛树脂作助剂，USP6,316,685介绍用含多元醇，烷氧化烷基酚醛树脂单元的不饱和羧酸聚合物作沉降助剂。助剂沉降可大大提高沉降效果和缩短沉降时间，然而即使这样，沉降时间也要在24小时左右甚至几天，而且催化剂粉末富集到容器底部的油浆中，还要经过过滤和离心分离等手段来脱除催化剂粉末和回收油浆，这些都影响到处理量和处理成本。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，它能够有效地将催化剂粉末从催化裂化油浆中分离出来。
本发明的技术方案是这样实现的：它是将含有催化剂粉末的催化裂化油浆从下至上通过一装有过滤介质的过滤器，其中过滤器的过滤介质上方油浆处在垂直超声场的辐照下，辐照方向同油浆流动方向相反。
本发明较好的技术方案是：过滤器的过滤介质下方油浆同样处在超声场的辐照下，辐照方向平行于油浆流动方向或垂直于油浆流动方向。
所述的过滤器由上空腔体、过滤板及下空腔体构成，通过法兰将过滤板与上空腔体和下空腔体连在一起，过滤器下空腔体的下部是一圆锥体，在下腔体的圆锥体和过滤介质之间安装一垂直于物料流动方向的进料管，在上腔体安装一垂直于物料流动方向的出料管，在上腔体顶部装有超声换能器，超声换能器与超声波发生器连接，超声换能器的辐照方向同油浆流动方向相反。
所述的超声换能器为压电式超声波换能器或磁致伸缩式超声波换能器，超声换能器为单个或多个阵列，超声换能器的超声场的超声频率为5kHz-1MHz。
本发明具有如下优点：
1.设备简单，相对于现有技术极度节省投资。
2.不需要加入其它化学物质，相对于现有技术节省操作费用。
3.相对反冲洗过滤，不仅大量节省投资，而且节能。
4.连续化操作，处理量大。
5.设备操作稳定，在超声的作用下不会堵塞过滤介质。
6.不锈钢过滤介质的孔径可以根据生产实际需要进行选择，孔径可达到2400目。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明另一实施方式的结构示意图
图3为本发明另一实施方式的结构示意图
图4为本发明另一实施方式的结构示意图
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步的阐述，其目的是为了更好理解本发明的内容，所举之例并不限制本发明的保护范围。
实施例中的脱除效果用灰分含量来评价，灰分的测定方法见GB508-65。
催化裂化油浆的性质
    项目     测试结果
    密度(g/cm3)，(20℃)     1.051
    饱和烃     28.8％wt
    芳烃     47.0％wt
    胶质     19.4％wt
    沥青质     4.8％wt
    灰分     3580μg/g
实施例1
所用催化裂化油浆的性质如上表1，为了油浆流动性良好，将催化裂化油浆加热到150℃通过泵打入超声过滤装置的进料管4。如图1所示，过滤器由上空腔体2、过滤板3及下空腔体6构成，通过法兰将过滤板3与上空腔体2和下空腔体6连在一起，过滤器下空腔体6的下部是一圆锥体5，在下腔体的圆锥体和过滤板之间安装一垂直于物料流动方向的进料管4，在上腔体安装一垂直于物料流动方向的出料管7，在上腔体顶部装有超声换能器8，超声换能器8与超声波发生器1连接，超声换能器8的辐照方向同油浆流动方向相反。催化裂化油浆中的固体粉末在超声场的辐照和过滤板的联合作用下沉降到过滤器的底部。不锈钢过滤板3孔径为625目，超声波频率为5kHz，流量为180ml/h，每4h取样分析灰份，实验时间为20h，在测试时间内没有发现过滤介质堵塞现象，测试结果见表2。
实施例2
所用催化裂化油浆的性质如上表1，为了油浆流动性良好，将催化裂化油浆加热到150℃通过泵打入超声过滤装置的进料管4。如图2所示，过滤器由上空腔体2、过滤板3及下空腔体6构成，通过法兰将过滤板3与上空腔体2和下空腔体6连在一起，过滤器下空腔体6的下部是一圆锥体5，在下腔体的圆锥体和过滤板之间安装一垂直于物料流动方向的进料管4，在上腔体安装一垂直于物料流动方向的出料管7，在上腔体顶部装有超声换能器8，超声换能器8与超声波发生器1连接，超声换能器8的辐照方向同油浆流动方向相反。下空腔体6内也装有一个超声换能器8，超声换能器8与超声波发生器1连接，超声换能器8的辐照方向同油浆流动方向一致。催化裂化油浆中的固体粉末在超声场的辐照和过滤板的联合作用下沉降到过滤器的底部，催化裂化油浆则从出料管7流出。由于采用上下两个超声场的辐照，因此分离效果更好。不锈钢过滤介质孔径为1200目，上超声波频率为16kHz，下超声波频率为25kHz，流量为180ml/h，每4h取样分析灰份，实验时间为20h，在测试时间内没有发现过滤介质堵塞现象，测试结果见表2。
实施例3
所用催化裂化油浆的性质如上表1，为了油浆流动性良好，将催化裂化油浆加热到150℃通过泵打入超声过滤装置的进料管4。如图3所示，过滤器由上空腔体2、过滤板3及下空腔体6构成，通过法兰将过滤板3与上空腔体2和下空腔体6连在一起，过滤器下空腔体6的下部是一圆锥体5，在下腔体的圆锥体和过滤板之间安装一垂直于物料流动方向的进料管4，在上腔体安装一垂直于物料流动方向的出料管7，在上腔体顶部装有超声换能器8，超声换能器8与超声波发生器1连接，超声换能器8的辐照方向同油浆流动方向相反。下空腔体6内也装有一个超声换能器8，超声换能器8与超声波发生器1连接，超声换能器8的辐照方向同油浆流动方向相反。催化裂化油浆中的固体粉末在超声场的辐照和过滤板的联合作用下沉降到过滤器的底部，催化裂化油浆则从出料管7流出。由于采用上下两个超声场的辐照，因此分离效果更好。不锈钢过滤介质孔径为1200目，上下超声波频率为20kHz，流量为180ml/h，每4h取样分析灰份，实验时间为20h，在测试时间内没有发现过滤介质堵塞现象，测试结果见表2。
实施例4
实施例4所用催化裂化油浆的性质如上表1，为了油浆流动性良好，将催化裂化油浆加热到150℃通过泵打入超声过滤装置的进料管4。如图3所示，过滤器由上空腔体2、过滤板3及下空腔体6构成，通过法兰将过滤板3与上空腔体2和下空腔体6连在一起，过滤器下空腔体6的下部是一圆锥体5，在下腔体的圆锥体和过滤板之间安装一垂直于物料流动方向的进料管4，在上腔体安装一垂宜于物料流动方向的出料管7，在上腔体顶部装有超声换能器8，超声换能器8与超声波发生器1连接，超声换能器8的辐照方向同油浆流动方向相反。下空腔体6内也装有两个超声换能器8，两个超声换能器8分别与超声波发生器1连接，超声换能器8的辐照方向同油浆流动方向垂直。催化裂化油浆中的固体粉末在超声场的辐照和过滤板的联合作用下沉降到过滤器的底部，催化裂化油浆则从出料管7流出。由于采用上下两个超声场的辐照，因此分离效果更好。不锈钢过滤介质孔径为1200目，上超声波频率为1MHz，侧面超声波频率为20kHz，流量为180ml/h，每4h取样分析灰份，实验时间为20h，在测试时间内没有发现过滤介质堵塞现象，测试结果见表2。
表2
Figure G2009100633357D00061
根据表2的试验结果，采用本发明的超声过滤方法可以将催化裂化油浆的灰份含量从3580μg/g降低到19-58μg/g，在测试的20h中没有堵塞现象。

Claims (6)

1.一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，它是将含有催化剂粉末的催化裂化油浆从下至上通过一装有过滤介质的过滤器，其中过滤器的过滤介质上方油浆处在垂直超声场的辐照下，辐照方向同油浆流动方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，其中过滤器的过滤介质下方油浆处在超声场的辐照下，辐照方向平行于油浆流动方向或垂直于油浆流动方向。
3.根据权利要求1或2所述的一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，其中所述的过滤器由上空腔体、过滤板及下空腔体构成，通过法兰将过滤板与上空腔体和下空腔体连在一起，过滤器下空腔体的下部是一圆锥体，在下空腔体的圆锥体和过滤介质之间安装一垂直于物料流动方向的进料管，在上空腔体安装一垂直于物料流动方向的出料管，在上空腔体顶部装有超声换能器，超声换能器与超声波发生器连接，超声换能器的辐照方向同油浆流动方向相反。
4.根据权利要求3所述的一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，其中所述的超声换能器为压电式超声波换能器或磁致伸缩式超声波换能器。
5.根据权利要求3所述的一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，其中所述的超声换能器为单个或多个阵列。
6.根据权利要求3所述的一种超声辐照过滤脱除催化裂化油浆中催化剂粉末的方法，其中所述的超声换能器的超声场的超声频率为5kHz-1MHz。
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